خلاصه اختراع

اين اختراع در زمينه اندازه گيري زاويه تماسي ديناميكي قطره بر روي سطح مي باشد. اين دستگاه كاربردهاي عملي بسياري، شامل انداره گيري زاويه ديناميكي قطره بر روي هر سطحي، نمايان كردن ميزان تمايل قطره آب براي باقي ماندن روي سطح، ميزان انرژي سطحي سطح مورد نظر و مشخص كردن خواص فصل مشترك سطح جامد و مايع را دارا مي باشد. در ابتداي امر پژوهش‌هاي صورت گرفته در راستاي اندازه گيري زاويه تماس استاتيكي بر اساس روش قطره چسبيده بر سطح متمركز بوده است. امروزه توليد و به‌كارگيري دستگاه هاي اندازه گيري زاويه تماس و كشش سطحي در كاربردهاي آزمايشگاهي، موردتوجه قرارگرفته است. به همين دليل تمركز بر روي توليد اين دستگاه هاي اندازه گيري مي‌باشد. هدف از اين اختراع، توسعه فرآيند مربوط به توليد دستگاه ها جهت اندازه گيري زاويه ديناميكي تماس قطره بر روي سطح توسط حركت مكانيكي مي باشد. بر اساس آزمايش هاي انجام شده مي توان گفت كه اين دستگاه با توجه به برنامه داده شده به محرك آن زاويه ديناميكي قطره را با دقت بسيار بالايي مي تواند اندازه گيري كند و در مقايسه با دستگاه هاي موجود كه اندازه گيري را با روش هاي عكسبرداري و تحليل نرم افزاري انجام مي دهند از دقت و اطمينان بيشتري بر خوردار خواهد بود.

حوزه کاربرد (زمینه فنی)

شیمی، مواد، مکانیک، نانو تکنولوژی، صنایع دارویی، صنایع دریایی و هوایی

مشکل فنی موجود و هدف از این اختراع:

• مشکل اول:
ساخت و تولید دستگاه های اندازه گیری زاویه تماسی و کشش سطحی صرفا برای کاربردهای آزمایشگاهی
• مشکل دوم:
اندازه گیری زاویه تماس دینامیکی بدون نیاز به تحلیل نرم افزاری و عکسبرداری و به کمک حرکت مکانیکی
• مشکل سوم:
مشکل اصلی مربوط به ثبت لحظه حرکت قطره برروی سطح است. که در اندازه گیری دقیق خطا ایجاد می کند. از آنجایی که قطره به محض تماس بر روی سطح تمایل شدیدی برای از دست دادن حالت کروی شکل خود را دارد لذا، بایستی اندازه گیری با سرعت بالا و با حداقل خطا انجام پذیرد. تنظیم زمانبندی در عکاسی سخت ترین قسمت کار می باشد. برای مناسب ترین تصویر از قطره بایستی چندین بار عکسبرداری را تکرار نمود و برای داشتن تصویری شفاف، شاتر دوربین بایستی به اندازه کافی سریع باشد. بنابراین می توان این گونه بیان نمود که یکی از علت های خطا در اندازه گیری داشتن زمان کم برای اندازه گیری است. از سوی دیگر، حتی الامکان قطره باید درست در میانه لنز دوربین بیفتد و بهترین انعکاس را داشته باشد علاوه بر آن عواملی همچون فاصله لنز دوربین تا قطره، میزان نور، دقت دوربین و… دخیل می باشند. در این صورت هزینه زیادی برای تهیه دوربین بایستی در نظر گرفته شود. در نتیجه هدف ساخت دستگاهی مستقل از خطا های عکسبرداری و انسانی می باشد.

ارایه راه حل برای مشکل فنی موجود همراه با شرح دقیق و کافی و یکپارچه اختراع

برخلاف دستگاه های دیگر در این دستگاه برای اندازه گیری زاویه تماسی دینامیکی قطره از حرکت مکانیکی استفاده می شود. این امر توسط یک محرک تحقق می یابد. نیروی محرک جهت به حرکت درآوردن سطح نمونه مورد نیاز است. بنابراین بایستی دستور لازم برای ایجاد این نیرو برنامه ریزی گردد. به بیانی دیگر، برنامه داده شده به محرک، دستور حرکت مکانیکی را به دستگاه صادر میکند. مراحل کار به شرح زیر است:
1) دستور به کمک کد در برنامه کد نویسی درج می گردد.
2) کد بر روی میکروکنترلر اجرا می شود. میکرو کنترلر بر روی یک درایور نصب می گردد.
3) از آنجایی که درایور به استپ موتور متصل است. درایور باعث حرکت استپ موتور می گردد.
4) استپ موتور با گیربکس خود به فیکسچر اتصال داده شده است.
5) صفحه نمونه بر روی فیکسچر ثابت شده است. حرکت مکانیکی جهت اندازه گیری زاویه تماس قطره انجام می پذیرد.